第十二章 微生物生态
第十二章 微生物生态
生态系统: (参见P288) 在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量 流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。 生态学: 研究生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。 微生物生态学: 研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系。 各种环境中的微生物的种类、分布; 微生物和其它生物的关系; 微生物与物质循环;
在一定的空间内生物的成分和非生物的成分通过物质循环和能量 流动互相作用、互相依存而构成的一个生态学功能单位。 生态系统： 生态学： 研究生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系的一门科学。 微生物生态学： 研究微生物与其周围生物和非生物环境之间相互关系。 各种环境中的微生物的种类、分布； 微生物和其它生物的关系； 微生物与物质循环； （参见P288）
第一节自然界中的微生物 微生物的特点: (参见P293) 个体微小、 代谢营养类型多样, 适应能力强 微生物在自然界中分布广泛 微生物的分布>生境的特征 在某些生境中,高度专一性的微生物存在并仅限于这种 生境中,并成为特定生境的标志
第一节 自然界中的微生物 微生物的特点： 个体微小、 代谢营养类型多样， 适应能力强 微生物在自然界中分布广泛 微生物的分布 生境的特征 微生物的分布是生境各种物理、化学、生物因素 对微生物的限制、选择的结果。 在某些生境中，高度专一性的微生物存在并仅限于这种 生境中，并成为特定生境的标志。 （参见P293）
空气中的微生物 1)无原生的微生物区系; 2)来源于土壤、水体及人类的生产、生活活动; 3)种类主要为真菌和细菌,一般与其所在环境的微生物种类有关; 4)数量取决于尘埃数量; 5)停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关; 6)与人类的关系: 传播疾病、造成食品等的污染、制备微生物气溶胶实现群体免疫 微生物学的基本技术:无菌操作技术
一、空气中的微生物 1）无原生的微生物区系； 2）来源于土壤、水体及人类的生产、生活活动； 3）种类主要为真菌和细菌,一般与其所在环境的微生物种类有关； 4）数量取决于尘埃数量； 5）停留时间和尘埃大小、空气流速、湿度、光照等因素有关； 6）与人类的关系： 传播疾病、造成食品等的污染 微生物学的基本技术： 无菌操作技术 、制备微生物气溶胶实现群体免疫
水体中的微生物 (一)江河水 1)数量和种类与接触的土壤有密切关系; 2)分布上更多的是吸附在悬浮在水中的有机物上及水底; 3)多能运动,有些具有很异常的形态(例如柄细菌); 4)靠近城市或城市下游水中的微生物多,并且有很多对健康 不利的细菌,因此不宜作为饮用水源; 5)水体自身存在自我净化作用: a)致病菌一般对营养要求苛刻,因此在一般的水中只能 存活2-3天; b)水表微生物会受辐射等作用而被杀灭 饮用水的微生物指标: c)原生动物等的吞噬作用; 总菌数:<100个/m d)由固形物吸附再沉积到水底; 大肠杆菌:<3个 水中的病原微生物会对水质产生重要影响
二、水体中的微生物 （一）江河水 1）数量和种类与接触的土壤有密切关系； 2）分布上更多的是吸附在悬浮在水中的有机物上及水底； 3）多能运动，有些具有很异常的形态（例如柄细菌）； 4）靠近城市或城市下游水中的微生物多，并且有很多对健康 不利的细菌，因此不宜作为饮用水源； 5）水体自身存在自我净化作用： a）致病菌一般对营养要求苛刻，因此在一般的水中只能 存活 2-3天； b）水表微生物会受辐射等作用而被杀灭； c）原生动物等的吞噬作用； d）由固形物吸附再沉积到水底； 水中的病原微生物会对水质产生重要影响 饮用水的微生物指标： 总菌数： < 100个/ml 大肠杆菌：< 3 个/L
活的非可培养状态 (viable but noncu l turable state, VBNC state 细菌处于不良环境条件下时产生的一种特殊的生存方式或休眠 状态。 在常规培养条件下培养时不能生长繁殖,但仍然是具 有代谢活性的活菌。 一般表现为细胞保持完整,胞内酶维持活性,染色体及质粒 DNA均保持稳定,而用显微镜观察,其细胞会表现为缩小成球 状,细胞表面产生皱折等。 VBNC现象是我国青岛海洋研究所的徐怀恕和美国 University of Mary l and的 RR Cole等于1982年通过对霍乱弧菌和大肠 杆菌在海洋与河口环境中的存活规律进行研究后首次提出的, 近年来已成为微生物学研究的一个热点
nonculturable state，VBNC state） 活的非可培养状态 细菌处于不良环境条件下时产生的一种特殊的生存方式或休眠 状态。 在常规培养条件下培养时不能生长繁殖，但仍然是具 有代谢活性的活菌。 一般表现为细胞保持完整，胞内酶维持活性，染色体及质粒 DNA均保持稳定，而用显微镜观察，其细胞会表现为缩小成球 状，细胞表面产生皱折等。 （viable but VBNC现象是我国青岛海洋研究所的徐怀恕和美国University of Maryland的R R Colwell等于1982年通过对霍乱弧菌和大肠 杆菌在海洋与河口环境中的存活规律进行研究后首次提出的， 近年来已成为微生物学研究的一个热点
证明VBN可以复苏的手段: 1)在VBNC所处环境中加入营养物质,但营养过于丰富并 不利于VBN0的复苏。 2)温度的改变,在低温下进入vBN的细胞在环境温度升 高后可以复苏; 3)致病菌在宿主体内复苏 4)通过其它可培养的活菌的帮助而复苏; 例如在 Legione// a pneumophi/ a phi l ade i ph ia Jr32 的VBNC细胞中加入 Acanthamoeba caste//an/间可使前 者复苏
例如在Legionella pneumophila Philadelphia JR32 的VBNC细胞中加入Acanthamoeba castellanii可使前 者复苏。 1 ）在VBNC所处环境中加入营养物质，但营养过于丰富并 不利于VBNC的复苏。 证明VBNC可以复苏的手段： 2） 温度的改变，在低温下进入VBNC的细胞在环境温度升 高后可以复苏； 3 ）致病菌在宿主体内复苏； 4） 通过其它可培养的活菌的帮助而复苏；
(二)海水 1)嗜盐,真正的海洋细菌在缺少氯化钠的情况下是不能生长的。 2)低温生长,除了在热带海水表面外,在其它海水中发现的细 菌多为嗜冷菌。 3)大多数海洋细菌为G细菌,并具有运动能力。 4)耐高压(特别是生活在深海的细菌)。 Micrococcus aqu/v/wus(水活微球菌) 最适生长条件:600个大气压
（二）海水 1）嗜盐，真正的海洋细菌在缺少氯化钠的情况下是不能生长的。 2）低温生长，除了在热带海水表面外，在其它海水中发现的细 菌多为嗜冷菌。 4）耐高压（特别是生活在深海的细菌）。 3）大多数海洋细菌为G—细菌，并具有运动能力。 Micrococcus aquivivus（水活微球菌） 最适生长条件： 600个大气压
(三)水体的富营养化作用和“水花”、“赤潮” 水体大量的有机物或无机物,特别是磷酸盐和无机氮化合物 水的富营养化 藻类等过量生长,产生大量的有机物 异养微生物氧化这些有机物,耗尽水中的氧, 使厌氧菌开始大量生长和代谢 分解含硫化合物,产生H2S,从而导致水有难闻的气味, 鱼和好氧微生物大量死亡,水体出现大量沉淀物和异常颜色
水体大量的有机物或无机物，特别是磷酸盐和无机氮化合物 水的富营养化 藻类等过量生长，产生大量的有机物 异养微生物氧化这些有机物，耗尽水中的氧， 使厌氧菌开始大量生长和代谢 分解含硫化合物，产生H2S，从而导致水有难闻的气味， 鱼和好氧微生物大量死亡，水体出现大量沉淀物和异常颜色 （三）水体的富营养化作用和“水花”、“赤潮
上述过程又称富营养化作用,它是水体受到污染 并使水体自身的正常生态失去平衡的结果。 水花”或“水华”( water bloom): 藻类(主要是微藻)的大量繁殖使水体出现颜色,并变得浑 浊,许多藻类团块漂浮在水面上形成。 赤潮或红潮( red tides): 在海洋中,某些甲藻类大量繁殖也可也可以形成水花,从 而使海水出现红色或褐色。 引起水体富营养化的藻类除通过消耗水中的氧气危害 养殖业外,很多藻类还能产生各种毒素,使动物得病 或死亡, 因此由于富营养化作用致死的鱼等水产品不能食用
上述过程又称富营养化作用，它是水体受到污染 并使水体自身的正常生态失去平衡的结果。 “水花”或“水华”（water bloom）： 藻类（主要是微藻）的大量繁殖使水体出现颜色，并变得浑 浊，许多藻类团块漂浮在水面上形成。 赤潮或红潮（red tides）： 在海洋中，某些甲藻类大量繁殖也可也可以形成水花，从 而使海水出现红色或褐色。 引起水体富营养化的藻类除通过消耗水中的氧气危害 养殖业外，很多藻类还能产生各种毒素，使动物得病 或死亡， 因此由于富营养化作用致死的鱼等水产品不能食用